FYZIKA Časové, obsahové a organizační vymezení Povinné Volitelné ročník 1. 2. 3. 4. ročník 4. hodinová dotace 2 2 3 2 hodinová dotace 2 Realizuje se obsah vzdělávacího oboru Fyzika RVP GV. Realizují se tématické okruhy průřezových témat Osobnostní a sociální výchova RVP GV, Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech RVP GV a Environmentální výchova RVP GV. Ve 3. ročníku jsou dvě hodiny za dva týdny vyčleněny na cvičení, třída se dělí na dvě skupiny. Pro výuku je k dispozici odborná učebna vybavená didaktickou technikou a fyzikální laboratoř. Na předmět navazuje volitelný předmět Seminář a cvičení z fyziky (pro 4. ročník studia, dvouhodinová dotace). Během studia se mohou žáci každoročně zúčastnit soutěže fyzikální olympiáda. Maturitní zkoušku lze skládat v rámci profilové části. Ve vyučování fyzice mají žáci získat představu o zákonitostech a podstatě přírodních jevů, o souvislostech s ostatními přírodovědnými obory a získat základy pro případné další studium přírodovědného zaměření. Charakteristickým rysem předmětu jsou jeho významné souvislosti se všemi přírodovědnými předměty. Žák je veden k tomu, aby zejména - chápal, že přírodní jevy mají fyzikální příčiny, - rozuměl různým typům fyzikálních dějů, uměl tyto znalosti aplikovat, - využíval matematický aparát pro odvození jednoduchých fyzikálních vztahů, - aplikoval své znalosti při provádění praktických měření, Výchovné a vzdělávací strategie - Učitel vede y, aby kvalitně prezentovali své znalosti kompetence komunikativní. - Učitel dbá na bezpečnost práce v laboratoři, vede y k zodpovědnosti za své zdraví i zdraví ostatních, zdůrazňuje zásady předlékařské pomoci v případě úrazu kompetence občanské. - Učitel vede y k tomu, aby řešili fyzikální úlohy jak samostatně, tak ve spolupráci ve skupině kompetence k řešení problémů. - Učitel podněcuje a řídí diskuse nad řešeními, hledání řešení, vede y k prezentacím vlastních postupů řešení kompetence komunikativní, kompetence sociální a personální, kompetence občanské. - Učitel zadává úkoly formou skupinové práce kompetence sociální a personální, kompetence občanské. - Žáci v průběhu 3. ročníku řeší skupinově praktické fyzikální úlohy, které zpracují a odevzdají v elektronické podobě kompetence sociální, personální a komunikativní. - Učitel klade důraz na mezipředmětové vztahy kompetence k učení, kompetence k řešení problémů. Fy - 1
Fyzika první ročník Hodinová dotace - 2 hodiny týdně z RVP Školní očekávané výstupy Učivo FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEJICH MĚŘENÍ - měří vybrané fyzikální veličiny vhodnými metodami, zpracuje a vyhodnotí výsledky měření - rozliší skalární veličiny od vektorových a využívá je při řešení fyzikálních problémů a úloh Fyzikální veličiny a jejich měření využívá s porozuměním základní veličiny a jednotky rozliší základní a odvozené veličiny a jednotky, převádí jednotky změří vhodnou metodou určené veličiny zpracuje měření, stanoví správně výsledek měření rozlišuje skalární a vektorové veličiny Fyzikální veličiny a jejich měření Soustava fyzikálních veličin a jednotek mezinárodní soustava jednotek SI, její struktura a účel Absolutní a relativní odchylka měření Skalární a vektorové veličiny a operace s nimi Mezipředmětové vztahy a průřezová témata Výchova k myšlení v globálních souvislostech (SI) M převody jednotek, vektorová algebra POHYB TĚLES A JEJICH VZÁJEMNÉ PŮSOBENÍ - užívá základní kinematické vztahy při řešení problémů a úloh o pohybech rovnoměrných, rovnoměrně zrychlených a zpomalených - určí v konkrétních situacích síly a jejich momenty působící na těleso a určí výslednici sil - využívá (Newtonovy) pohybové zákony k předvídání pohybu těles - využívá zákony zachování některých důležitých fyzikálních veličin při řešení problémů a úloh Mechanika hmotného bodu využívá abstraktní představy hmotného bodu při řešení fyzikálních problémů rozlišuje inerciální a neinerciální vztažné soustavy a využívá je při popisu fyzikálních dějů klasifikuje pohyby a využívá základní kinematické vztahy pro jednotlivé druhy pohybů určuje v konkrétní situaci působící síly a jejich výslednici využívá Newtonovy zákony při popisu fyzikálních dějů, aplikuje zákony zachování Práce, energie v konkrétních případech určí práci vykonanou konstantní silou a z ní změnu energie tělesa Kinematika pohybu vztažná soustava, poloha a změna polohy hmotného bodu, rychlost, zrychlení Dynamika pohybu síla, setrvačná hmotnost, hybnost, změna hybnosti, Newtonovy pohybové zákony, inerciální a neinerciální soustava, druhy sil, tření Pohyb po kružnici Mechanická práce, výkon, účinnost Mechanické energie a jejich vzájemné přeměny M výpočet neznámé ze vzorce, lineární a kvadratická funkce, řešení kvadratických rovnic, goniometrické funkce ostrého úhlu, oblouková míra Tv podmínky pro pohyb na nakloněné rovině (lyže, sáňky), perpetuum mobile prvního druhu (nic není zadarmo) Fy - 2
využívá zákon zachování mechanické energie při řešení problémů a úloh v konkrétních případech vypočítá výkon a účinnost zařízení Gravitační pole objasní silové působení gravitačního pole a popíše ho příslušnými veličinami rozliší tíhovou a gravitační sílu objasní s pomocí Newtonova zákona pohyby v gravitačním poli Mechanika tuhého tělesa popisuje translační a rotační pohyb tuhého tělesa kinematicky i dynamicky určí v konkrétních situacích síly a jejich výslednici určí momenty sil a výsledný moment sil Mechanika tekutin uvede společné a rozdílné vlastnosti kapalin a plynů využívá poznatky o zákonitostech tlaku v klidných tekutinách při řešení praktických úloh objasní chování tělesa v klidné tekutině z analýzy sil působících na těleso využívá rovnici kontinuity při řešení úloh Newtonův gravitační zákon Gravitační pole a jeho charakteristika (centrální a homogenní pole) Tíhové pole Země a pohyby v něm Keplerovy zákony Tuhé těleso a jeho pohyby Moment síly, momentová věta Těžiště tělesa a rovnovážné polohy Moment setrvačnosti tělesa Kinetická energie rotujícího tělesa Vlastnosti kapalin a plynů Tlak v tekutinách Pascalův zákon, hydraulická zařízení Archimédův zákon Rovnice kontinuity Bernoulliho rovnice Z Sluneční soustava, zeměpisná šířka a délka, Fy - 3
Fyzika druhý ročník Hodinová dotace - 2 hodiny týdně z RVP Školní očekávané výstupy Učivo STAVBA A VLASTNOSTI LÁTEK - objasní souvislost mezi vlastnostmi látek různých skupenství a jejich vnitřní strukturou - aplikuje s porozuměním termodynamické zákony při řešení konkrétních fyzikálních úloh - využívá stavovou rovnici ideálního plynu stálé hmotnosti při předvídání stavových změn plynu - analyzuje vznik a průběh procesu pružné deformace pevných těles - porovná zákonitosti teplotní roztažnosti pevných těles a kapalin a využívá je k řešení praktických problémů Základní poznatky molekulové fyziky a termiky, struktura a vlastnosti plynů využívá základní principy kinetické teorie látek při objasňování vlastností látek různých skupenství a procesů v nich probíhajících uplatňuje termodynamické zákony při řešení fyzikálních úloh převádí Celsiovu teplotu na termodynamickou a naopak vysvětlí stavové změny ideálního plynu užitím stavové rovnice formuluje zákon zach. energie pro tepelné děje Struktura a vlastnosti pevných a kapalných látek rozlišuje krystalické a amorfní látky na základě znalosti jejich stavby řeší praktické problémy, objasní průběh pružné deformace pomocí Hookeova zákona užívá zákonitosti teplotní roztažnosti látek vysvětlí jevy související s povrchovou silou a energií kapalin Změny skupenství objasní kvalitativně i kvantitativně Kinetická teorie látek Teplota z hlediska molekulové fyziky Teplo. Kalorimetrická rovnice Vnitřní energie tělesa První věta termodynamiky Ideální plyn Střední kvadratická rychlost Tlak z hlediska molekulové fyziky Stavová rovnice a tepelné děje Práce plynu. Druhý termodynamický zákon Tepelné motory Struktura a vlastnosti pevných látek Deformace pevného tělesa Normálové napětí, Hookův zákon Teplotní délková a objemová roztažnost Povrchová vrstva kapaliny a její vlastnosti Kapilarita Jevy na rozhraní pevná-kapalná látka Tání, tuhnutí, vypařování, var, kapalnění, sublimace, desublimace Mezipředmětové vztahy a průřezová témata ZSV - filozofie vývoj názorů na podstatu hmoty diskrétní vs. spojitá Environmentální výchova okruh Problematika vztahu organizmu a prostředí ( toky energií a látek, spalovací motory, lokální zvyšování teploty - velkoměsta) Tv - fyzikální principy sáňkování, bruslení, lyžování Z - atmosféra Bi - život pod ledem, eroze Fy - 4
změny skupenství látek předvídá děje související se změnami stavu látek za pomoci fázového diagramu zhodnotí význam anomálie vody v přírodě Sytá pára, fázový diagram Ochrana před hlukem POHYB TĚLES A JEJICH VZÁJEMNÉ PŮSOBENÍ - objasní procesy vzniku, šíření, odrazu a interference mechanického vlnění Mechanické kmitání a vlnění užívá základní kinematické vztahy při řešení problémů a úloh o kmitavých harmonických pohybech objasní princip vzniku a šíření vln, odrazu a interference vlnění Kinematika harmonického kmitání Dynamika harmonického kmitání Energie harmonického kmitání Druhy vlnění a jejich charakteristika Zvuk Hv akustika, mechanické zdroje zvuku, vlnění, Bi lidské ucho, principy vnímání zvuku Z seismické vlny, tsunami Fy - 5
Fyzika třetí ročník Hodinová dotace - 3 hodiny týdně z RVP Školní očekávané výstupy Učivo ELEKTROMAGNETICKÉ JEVY, SVĚTLO - porovná účinky elektrického pole na vodič a izolant - využívá Ohmův zákon při řešení praktických problémů - aplikuje poznatky o mechanismech vedení elektrického proudu v kovech, polovodičích, kapalinách a plynech při analýze chování těles z těchto látek v elektrických obvodech - využívá zákon elektromagnetické indukce k řešení problémů a k objasnění funkce elektrických zařízení - porovná šíření různých druhů elektromagnetického vlnění v rozličných prostředích Elektrostatické pole objasní silové působení elektrostatického pole dovede ho popsat příslušnými veličinami objasní s pomocí Coulombova zákona děje v elektrickém poli Stacionární elektrické pole rozlišuje vodič, izolant, polovodič, předvídá jeho chování v elektrickém poli objasní podmínky vzniku stejnosměrného elektrického proudu a jeho vedení v kovovém vodiči užívá Ohmův zákon při řešení praktických problémů objasní model vedení el. proudu v polovodičích vysvětlí podstatu vedení elektrického proudu v kapalinách, plynech, vakuu a jejich aplikace Stacionární magnetické pole uvádí základní vlastnosti magnetického pole a pomocí nich řeší úlohy vysvětlí funkci magnetických zařízení a magnetické vlastnosti materiálu Elektrický náboj a jeho zachování Coulombův zákon Intenzita a potenciál elektrického pole Elektrické napětí Kapacita vodiče, kondenzátor Proud jako fyzikální veličina Měření elektrického proudu a napětí Ohmův zákon Elektrický odpor. Spojování rezistorů Elektrická energie Výkon stejnosměrného proudu Polovodiče Elektrolyty Plyny a vakuum Magnetická síla Magnetická indukce Magnetické pole vodiče a cívky Částice s nábojem v magnetickém poli Magnetické vlastnosti látek Magnetické materiály v praxi Mezipředmětové vztahy a průřezová témata Environmentální výchova okruh Člověk a životní prostředí Z magnetické pole Země, důsledky jeho existence Fy - 6
Nestacionární magnetické pole objasní základní vlastnosti nestacionárního magnetického pole využívá zákon elektromagnetické indukce při určování indukovaného napětí Střídavý proud objasní vznik střídavého proudu rozliší okamžité, maximální a efektivní hodnoty střídavého proudu a napětí vysvětlí funkci generátoru střídavého proudu, elektromotoru a transformátoru vysvětlí chování prvků v elektrickém obvodu popíše základní principy výroby a vedení elektrického proudu v praxi Zpracování a prezentace informací zpracuje a prezentuje výsledky své práce s využitím PC a internetu Elektromagnetická indukce Faradayův zákon elektromagnetické indukce Vznik střídavého proudu Výkon střídavého proudu, efektivní hodnoty Obvody střídavého proudu Generátory Třífázová soustava, využití Transformátor, přenos energie Točivé magnetické pole, elektromotory protokoly z laboratorních prací - formy dokumentů a jejich struktura, estetické zásady dokumentování PT: Environmentální výchova TO: Člověk a životní prostředí (Druhy elektráren, jejich vliv na životní prostředí) IVT zpracování souborů dat (tabulkový procesor), grafy. Fy - 7
Fyzika čtvrtý ročník Hodinová dotace - 2 hodiny týdně z RVP Školní očekávané výstupy Učivo ELEKTROMAGNETICKÉ JEVY, SVĚTLO - využívá zákony šíření světla v prostředí k určování vlastností zobrazení předmětů jednoduchými optickými systémy Optika analyzuje různé teorie podstaty světla předvídá na základě vlastností světla jeho chování v daném prostředí využívá zákona odrazu a lomu při řešení úloh využívá základy paprskové optiky k řešení praktických problémů vysvětlí princip jednoduchých optických přístrojů Elektromagnetické spektrum klasifikuje elektromagnetické záření využívá analogie elektromagnetického a mechanického vlnění předvídá chování elektromagnetického vlnění na základě jeho charakteristik a uvede příklady využití vlnění v praxi Světlo jako elektromagnetické vlnění základní pojmy Rychlost šíření světla v různých prostředích, index lomu Základní zákony Rozklad světla na spektrum Interference Difrakce a polarizace světla Zrcadla, čočky a jejich vady Zobrazovací rovnice Oko a optické přístroje Elektromagnetické vlnění Rentgenové záření Fotometrické veličiny Mezipředmětové vztahy a průřezová témata Bi fyziologie vidění a jeho poruchy Bi škodlivost všech druhů záření, využití rentgenového záření v praxi Speciální teorie relativity intuitivně chápe pojem prostoročas, relativnost současnosti, dilatace času na příkladech demonstruje jednotu energie a hmoty Základní poznatky ze speciální teorie relativity Fy - 8
MIKROSVĚT - využívá poznatky o kvantování energie záření a mikročástic k řešení fyzikálních problémů - posoudí jadernou přeměnu z hlediska vstupních a výstupních částic i energetické bilance - využívá zákon radioaktivní přeměny k předvídání chování radioaktivních látek - navrhne možné způsoby ochrany člověka před nebezpečnými druhy záření Úvod do fyziky mikrosvěta popíše a vysvětlí podstatu fotoefektu vymezí základní charakteristické vlastnosti fotonu vysvětlí duální podstatu částic popíše podstatu spektrální analýzy využívá zákony zachování (energie, hybnosti ) u mikročástic vysvětlí zákonitosti jaderných přeměn rozliší přirozenou a umělou radioaktivitu vysvětlí principy využití jaderné energie navrhne možné způsoby ochrany člověka před nebezpečnými druhy záření Astrofyzika Popíše sluneční soustavu Vysvětlí vznik a vývoj hvězd Fotoelektrický jev Duální povaha světla Základní poznatky o atomu Objev atomového jádra Čárové spektrum, kvantování energie Kvantová čísla, periodická soustava Složení atomového jádra Hmotnostní úbytek, vazebná energie Jaderné reakce a zákony zachování Radioaktivita přirozená a umělá Energetická bilance jaderných reakcí, reaktor, bomba tělesa sluneční soustavy vznik a vývoj hvězd zdroj energie ve hvězdách. stavba a vývoj vesmíru Ch spektrální analýza, periodická soustava, kvantová čísla, Environmentální výchova okruh Člověk a životní prostředí Radioaktivní havárie Fy - 9
Seminář a cvičení z fyziky čtvrtý ročník z RVP Hodinová dotace - 2 hodiny týdně Školní očekávané výstupy Kinematika a dynamika řeší složitější úlohy pomocí rozkladu pohybu do směru horizontálního a vertikálního a s využitím zákona zachování energie umí modelovat nerovnoměrné pohyby pomocí vztahů pro pohyb rovnoměrný objasní pohyb tělesa při pohybu v odporujícím prostředí Tuh é těleso Učivo vrhy - pohyby těles v tíhovém poli Země modelace pohybů časový průběh dráhy a rychlosti, graf trajektorie (EXCEL, MODELUS) pohyb tělesa v odporujícím prostředí modelace balistické křivky Mezipředmětové vztahy a průřezová témata IVT užití PC při numerické modelaci M praktické užití integrálního počtu experimentálně i výpočtem určuje polohu těžiště tělesa a moment setrvačnosti tělesa, využívá numerickou integraci a zákon zachování energie Mechanika kapalin využívá Archimedův zákon Střídavý proud z experimentu i numericky řeší RLC obvody statika tuhého tělesa momentová věta výslednice rovinných soustav sil těžiště tělesa numerické integrování - výpočet objemu tělesa a momentu setrvačnosti tělesa Steinerova věta posuvný a rotační pohyb, pohyb na nakloněné rovině Archimedův zákon výpočet práce vztlakové síly s užitím numerické integrace a zákona zachování energie sériový a paralelní RLC obvod symbolická metoda řešení RLC obvodů M praktické užití komplexních čísel Fy - 10
Užití diferenciálního a integrálního počtu ve fyzice umí použít diferenciální a integrální počet při řešení velmi jednoduchých úloh stav rezonance v RLC obvodech měření v obvodech s RLC jednoduché úlohy z mechaniky M praktické užití diferenciálního integrálního počtu Fy - 11